RU2418876C2 - ALLOY Al-Cu-Mg APPLICABLE FOR AEROSPACE ENGINEERING - Google Patents
ALLOY Al-Cu-Mg APPLICABLE FOR AEROSPACE ENGINEERING Download PDFInfo
- Publication number
- RU2418876C2 RU2418876C2 RU2008115928/02A RU2008115928A RU2418876C2 RU 2418876 C2 RU2418876 C2 RU 2418876C2 RU 2008115928/02 A RU2008115928/02 A RU 2008115928/02A RU 2008115928 A RU2008115928 A RU 2008115928A RU 2418876 C2 RU2418876 C2 RU 2418876C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- aluminum alloy
- product
- alloy product
- manufacturing
- clause
- Prior art date
Links
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 84
- 239000000956 alloy Substances 0.000 title claims abstract description 84
- 229910017818 Cu—Mg Inorganic materials 0.000 title description 2
- 238000010791 quenching Methods 0.000 claims abstract description 17
- 230000000171 quenching effect Effects 0.000 claims abstract description 17
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims abstract description 13
- 230000032683 aging Effects 0.000 claims abstract description 11
- 238000005266 casting Methods 0.000 claims abstract description 11
- 239000006104 solid solution Substances 0.000 claims abstract description 11
- 238000000034 method Methods 0.000 claims abstract description 10
- 239000012535 impurity Substances 0.000 claims abstract description 9
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 7
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 claims abstract description 7
- 238000001816 cooling Methods 0.000 claims abstract description 6
- 238000005242 forging Methods 0.000 claims abstract description 6
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 5
- 238000001125 extrusion Methods 0.000 claims abstract description 4
- 238000005096 rolling process Methods 0.000 claims abstract description 4
- 230000006835 compression Effects 0.000 claims abstract description 3
- 238000007906 compression Methods 0.000 claims abstract description 3
- 238000007654 immersion Methods 0.000 claims abstract description 3
- 229910000838 Al alloy Inorganic materials 0.000 claims description 73
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 claims description 18
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims description 9
- 235000012438 extruded product Nutrition 0.000 claims description 3
- 238000012545 processing Methods 0.000 claims description 3
- 238000010276 construction Methods 0.000 claims description 2
- 230000002262 irrigation Effects 0.000 claims description 2
- 238000003973 irrigation Methods 0.000 claims description 2
- 230000007797 corrosion Effects 0.000 abstract description 57
- 238000005260 corrosion Methods 0.000 abstract description 57
- 238000000265 homogenisation Methods 0.000 abstract description 5
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 abstract description 4
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract description 4
- 239000004411 aluminium Substances 0.000 abstract 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract 1
- 238000005272 metallurgy Methods 0.000 abstract 1
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 13
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 10
- 238000001000 micrograph Methods 0.000 description 10
- 229910052804 chromium Inorganic materials 0.000 description 9
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N iron Substances [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 8
- 239000011572 manganese Substances 0.000 description 8
- 238000005275 alloying Methods 0.000 description 6
- 230000035882 stress Effects 0.000 description 4
- 238000005336 cracking Methods 0.000 description 3
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 description 3
- 230000006378 damage Effects 0.000 description 2
- 230000032798 delamination Effects 0.000 description 2
- 238000013461 design Methods 0.000 description 2
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 2
- 238000005098 hot rolling Methods 0.000 description 2
- 238000001746 injection moulding Methods 0.000 description 2
- 238000012423 maintenance Methods 0.000 description 2
- 239000010703 silicon Substances 0.000 description 2
- PWHULOQIROXLJO-UHFFFAOYSA-N Manganese Chemical compound [Mn] PWHULOQIROXLJO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- QCWXUUIWCKQGHC-UHFFFAOYSA-N Zirconium Chemical compound [Zr] QCWXUUIWCKQGHC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- AZDRQVAHHNSJOQ-UHFFFAOYSA-N alumane Chemical group [AlH3] AZDRQVAHHNSJOQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000005097 cold rolling Methods 0.000 description 1
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 1
- 230000001934 delay Effects 0.000 description 1
- 239000002270 dispersing agent Substances 0.000 description 1
- 239000000446 fuel Substances 0.000 description 1
- 238000007689 inspection Methods 0.000 description 1
- 238000009533 lab test Methods 0.000 description 1
- 229910052749 magnesium Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052748 manganese Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
- 238000002844 melting Methods 0.000 description 1
- 230000008018 melting Effects 0.000 description 1
- 239000002991 molded plastic Substances 0.000 description 1
- 229910052709 silver Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002699 waste material Substances 0.000 description 1
- 229910052726 zirconium Inorganic materials 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22C—ALLOYS
- C22C21/00—Alloys based on aluminium
- C22C21/12—Alloys based on aluminium with copper as the next major constituent
- C22C21/16—Alloys based on aluminium with copper as the next major constituent with magnesium
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Metallurgy (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Extrusion Of Metal (AREA)
- Metal Rolling (AREA)
Abstract
Description
Область техники, к которой относится изобретениеFIELD OF THE INVENTION
Изобретение относится к деформируемому алюминиевому сплаву, в частности, к сплаву типа Al-Cu-Mg (или алюминиевому сплаву серии АА2000 согласно обозначению Алюминиевой Ассоциации (Aluminium Association)). Более конкретно, настоящее изобретение относится к продукту из алюминиевого сплава, имеющему высокую прочность, высокую вязкость разрушения (трещиностойкость), проявляющуюся в низком распространении трещины, и высокое сопротивление межкристаллитной коррозии. Продукты, изготовленные из алюминиевого сплава согласно изобретению, очень подходят для авиационно-космических применений, но не ограничиваются этим. Сплав может быть переработан в продукцию различных форм, таких как лист, тонкая плита или экструдированный продукт, кованый продукт или сварной продукт. Продукт из алюминиевого сплава может быть непокрытым или покрытым или обшитым другим алюминиевым сплавом для того, чтобы еще больше улучшить желаемые свойства.The invention relates to a deformable aluminum alloy, in particular, to an alloy of the type Al-Cu-Mg (or an aluminum alloy of the AA2000 series according to the designation of the Aluminum Association). More specifically, the present invention relates to an aluminum alloy product having high strength, high fracture toughness (crack resistance), manifested in low crack propagation, and high intergranular corrosion resistance. Products made from an aluminum alloy according to the invention are very suitable for, but are not limited to, aerospace applications. The alloy can be processed into products of various shapes, such as sheet, thin plate or extruded product, forged product or welded product. The aluminum alloy product may be uncoated or coated or sheathed with another aluminum alloy in order to further improve the desired properties.
Предпосылки изобретенияBACKGROUND OF THE INVENTION
Конструкторы и производители, особенно в авиационно-космической промышленности, постоянно стараются улучшить топливную экономичность, характеристики изделия и постоянно стараются снизить производственные затраты, затраты на техническое обслуживание, ремонт и эксплуатацию. Один путь достижения этих целей заключается в улучшении соответствующих свойств используемых алюминиевых сплавов так, чтобы конструкция, выполненная из конкретного сплава, могла быть спроектирована более эффективно или имела лучшие общие эксплуатационные характеристики. Путем улучшения соответствующих свойств материала для конкретного применения также могут быть значительно снижены расходы на эксплуатацию в результате более длительных интервалов между проверками конструкции, такой как самолет.Designers and manufacturers, especially in the aerospace industry, are constantly trying to improve fuel economy, product characteristics and are constantly trying to reduce production costs, maintenance, repair and maintenance costs. One way to achieve these goals is to improve the respective properties of the aluminum alloys used so that a structure made of a particular alloy can be designed more efficiently or have better overall performance. By improving the appropriate material properties for a particular application, operating costs can also be significantly reduced as a result of longer intervals between design inspections, such as aircraft.
Основное применение алюминиевых сплавов серии АА2000 в самолетах состоит в применении в качестве плиты фюзеляжа или обшивки, причем для этой цели типично используют сплав АА2024 в состоянии Т351, или в качестве плиты для нижней поверхности крыла, причем для этой цели типично используют сплав АА2024 в состоянии Т351 и сплав АА2324 в состоянии Т39. Для этих применений требуются высокая прочность на разрыв и высокая вязкость разрушения. Известно, что эти свойства алюминиевого сплава серии АА2000 могут быть улучшены посредством более высоких уровней легирующих элементов, таких как Cu, Mg и Ag.The main application of aluminum alloys of the AA2000 series in airplanes is to use as a fuselage plate or skin, and typically use AA2024 alloy in the T351 state, or as a plate for the lower surface of the wing, and for this purpose AA2024 alloy in the T351 state is typically used and AA2324 alloy in T39 state. These applications require high tensile strength and high fracture toughness. It is known that these properties of the AA2000 series aluminum alloy can be improved by higher levels of alloying elements such as Cu, Mg and Ag.
Однако при увеличении концентрации упомянутых легирующих элементов сопротивление коррозии, в частности, также межкристаллитной коррозии, уменьшается до уровней, которые могут ограничивать применимость сплава.However, as the concentration of said alloying elements increases, the corrosion resistance, in particular also intergranular corrosion, decreases to levels that may limit the applicability of the alloy.
Межкристаллитная коррозия алюминиевого сплава не только затрагивает целостность конструкции, для которой его используют и в которой корродированные межзеренные границы могут действовать как очаг образования трещин, которые распространяются под влиянием знакопеременной нагрузки во время эксплуатации конструкции. Следовательно, возникновение межкристаллитной коррозии устанавливает пределы использования алюминиевых сплавов серии АА2000 с высокими уровнями упомянутых легирующих элементов.Intergranular corrosion of an aluminum alloy not only affects the integrity of the structure for which it is used and in which the corroded grain boundaries can act as a source of cracking, which propagate under the influence of an alternating load during operation of the structure. Therefore, the occurrence of intergranular corrosion sets limits on the use of aluminum alloys of the AA2000 series with high levels of the mentioned alloying elements.
Наиболее общепринятыми алюминиевыми сплавами из серии АА2000 для авиационно-космического применения являются АА2024, АА2024HDT («высокоустойчивый к разрушению», от англ. "High Damage Tolerant") и АА2324.The most common aluminum alloys from the AA2000 series for aerospace applications are AA2024, AA2024HDT ("highly resistant to destruction", from the English. "High Damage Tolerant") and AA2324.
В случае недавно сконструированных самолетов существует спрос на еще более улучшенные свойства алюминиевых сплавов по сравнению со свойствами известных сплавов для того, чтобы сконструировать самолеты, которые будут более рентабельными в производстве и в эксплуатации. Следовательно, существует потребность в алюминиевом сплаве, способном достигнуть улучшенного баланса своих свойств в соответствующей форме.In the case of newly constructed aircraft, there is a demand for even more improved properties of aluminum alloys compared with the properties of known alloys in order to design aircraft that will be more cost-effective in production and operation. Therefore, there is a need for an aluminum alloy capable of achieving an improved balance of its properties in an appropriate form.
Сущность изобретенияSUMMARY OF THE INVENTION
Настоящее изобретение относится к алюминиевому сплаву серии АА2000, имеющему способность достигать такого баланса свойств в любом соответствующем продукте, изготовленном из этого сплава, который является лучшим, чем баланс свойств ряда имеющихся в продаже алюминиевых сплавов серии АА2000, в настоящее время используемых для изготовления такого продукта, или алюминиевых сплавов серии АА2000, раскрытых до настоящего времени.The present invention relates to an AA2000 series aluminum alloy having the ability to achieve such a balance of properties in any respective product made from this alloy that is better than the balance of properties of a number of commercially available AA2000 series aluminum alloys currently used to make such a product, or AA2000 series aluminum alloys disclosed to date.
Одна задача настоящего изобретения заключается в том, чтобы обеспечить продукт из деформируемого алюминиевого сплава, в частности, пригодный для авиационно-космического применения, в пределах сплавов серии АА2000, имеющий улучшенный баланс высокой прочности и вязкости разрушения и высокого сопротивления межкристаллитной коррозии.One object of the present invention is to provide a product of a deformable aluminum alloy, in particular suitable for aerospace applications, within the AA2000 series alloys having an improved balance of high strength and fracture toughness and high intergranular corrosion resistance.
Другая задача настоящего изобретения заключается в том, чтобы обеспечить упоминаемый выше продукт из деформируемого алюминиевого сплава, который показывает высокое сопротивление коррозионному расслаиванию и коррозионному растрескиванию под напряжением.Another object of the present invention is to provide the aforementioned deformable aluminum alloy product that exhibits high resistance to stress corrosion delamination and stress corrosion cracking.
Еще одна задача настоящего изобретения заключается в том, чтобы обеспечить упоминаемый выше продукт из деформируемого алюминиевого сплава, который допускает обычное отклонение технологических параметров во время процесса его производства.Another objective of the present invention is to provide the above-mentioned product from a deformable aluminum alloy, which allows the usual deviation of technological parameters during the process of its production.
Еще одна задача настоящего изобретения заключается в том, чтобы обеспечить упоминаемый выше продукт из деформируемого алюминиевого сплава, который является свариваемым и подходящим для применения в сварных конструкциях.Another objective of the present invention is to provide the above-mentioned product from a deformable aluminum alloy, which is weldable and suitable for use in welded structures.
Еще одна задача настоящего изобретения заключается в том, чтобы обеспечить упоминаемый выше продукт из деформируемого алюминиевого сплава в форме, которая подходит для применения в конструкции авиационно-космического назначения.Another objective of the present invention is to provide the aforementioned product from a deformable aluminum alloy in a form that is suitable for use in aerospace applications.
Дополнительная задача настоящего изобретения заключается в том, чтобы обеспечить способ изготовления упоминаемого здесь выше продукта из деформируемого алюминиевого сплава.An additional objective of the present invention is to provide a method of manufacturing the product mentioned above from a deformable aluminum alloy.
Одна или более из этих задач и другие задачи и преимущества решаются и достигаются с помощью продукта из деформируемого алюминиевого сплава, имеющего высокую прочность и высокую вязкость разрушения и высокое сопротивление межкристаллитной коррозии, причем этот алюминиевый сплав содержит в массовых %:One or more of these tasks and other tasks and advantages are solved and achieved using a product from a deformable aluminum alloy having high strength and high fracture toughness and high resistance to intergranular corrosion, and this aluminum alloy contains in mass%:
Cu 4,1-5,5%Cu 4.1-5.5%
Mg 0,30-1,6%Mg 0.30-1.6%
Mn 0,15-0,8%Mn 0.15-0.8%
Ti 0,03-0,4%Ti 0.03-0.4%
Cr 0,05-0,4%Cr 0.05-0.4%
Ag <0,7%Ag <0.7%
Zr <0,2%Zr <0.2%
Fe <0,20%, предпочтительно <0,15%, более предпочтительно <0,1%Fe <0.20%, preferably <0.15%, more preferably <0.1%
Si <0,20%, предпочтительно <0,15%, более предпочтительно <0,1%,Si <0.20%, preferably <0.15%, more preferably <0.1%,
а остаток составляет алюминий и другие примеси или случайные элементы, каждый <0,05%, в сумме <0,15%.and the remainder is aluminum and other impurities or random elements, each <0.05%, in total <0.15%.
Если не указано иное, все процентные содержания приведены в массовых процентах (мас.%).Unless otherwise indicated, all percentages are given in mass percent (wt.%).
Краткое описание чертежейBrief Description of the Drawings
Фиг.1 показывает диаграмму Cr-Ti, представляющую диапазон Cr-Ti в случае изобретения наряду с более узкими предпочтительными диапазонами.1 shows a Cr-Ti diagram representing a Cr-Ti range in the case of the invention along with narrower preferred ranges.
Фиг.2а, 2b показывают микроснимки поперечного сечения образца из сплава согласно изобретению в состоянии Т3 и из сравнительного сплава после испытания на коррозионную стойкость.Figures 2a, 2b show micrographs of a cross-section of a specimen of an alloy according to the invention in T3 state and of a comparative alloy after a corrosion test.
Фиг.3а, 3b показывают микроснимки поперечного сечения образца из сплава согласно изобретению в состоянии Т6 и из сравнительного сплава после испытания на коррозионную стойкость.Figures 3a, 3b show micrographs of a cross section of a specimen of an alloy according to the invention in state T6 and of a comparative alloy after a corrosion test.
Подробное описание предпочтительных вариантов реализацииDetailed Description of Preferred Embodiments
Настоящее изобретение обеспечивает продукт из деформируемого алюминиевого сплава, имеющий высокую прочность и высокую вязкость разрушения и высокое сопротивление межкристаллитной коррозии, причем этот алюминиевый сплав содержит в массовых %:The present invention provides a product from a deformable aluminum alloy having high strength and high fracture toughness and high resistance to intergranular corrosion, moreover, this aluminum alloy contains in mass%:
Cu 4,1-5,5%Cu 4.1-5.5%
Mg 0,30-1,6%Mg 0.30-1.6%
Mn 0,15-0,8%Mn 0.15-0.8%
Ti 0,03-0,4%Ti 0.03-0.4%
Cr 0,05-0,4%Cr 0.05-0.4%
Ag <0,7%Ag <0.7%
Zr <0,2%Zr <0.2%
Fe <0,20%, предпочтительно <0,15%, более предпочтительно <0,1%Fe <0.20%, preferably <0.15%, more preferably <0.1%
Si <0,20%, предпочтительно <0,15%, более предпочтительно <0,1%,Si <0.20%, preferably <0.15%, more preferably <0.1%,
а остаток составляет алюминий и другие примеси или случайные элементы, каждый <0,05%, в сумме <0,15%.and the remainder is aluminum and other impurities or random elements, each <0.05%, in total <0.15%.
Если не указано иное, все процентные содержания приведены в массовых процентах (мас.%).Unless otherwise indicated, all percentages are given in mass percent (wt.%).
Было обнаружено, что состав алюминиевого сплава согласно нашему изобретению приводит к продукту из этого сплава, имеющему высокое сопротивление межкристаллитной коррозии, при этом сохраняющему более высокую прочность и более высокую вязкость разрушения по сравнению со стандартным сплавом АА2024. Продукт из сплава по изобретению также проявляет высокое сопротивление коррозионному расслаиванию и коррозионному растрескиванию под напряжением.It was found that the composition of the aluminum alloy according to our invention leads to a product of this alloy having a high resistance to intergranular corrosion, while maintaining a higher strength and higher fracture toughness compared to the standard alloy AA2024. The alloy product of the invention also exhibits high resistance to stress corrosion delamination and stress corrosion cracking.
Хорошие результаты также получены в предпочтительном варианте реализации изобретения, где 0,03% <Ti <0,3%, предпочтительно 0,05% <Ti <0,2%. В соответствии с этим вариантом реализации хорошие свойства также могут быть достигнуты с более низкой концентрацией Ti.Good results are also obtained in a preferred embodiment of the invention, where 0.03% <Ti <0.3%, preferably 0.05% <Ti <0.2%. According to this embodiment, good properties can also be achieved with a lower Ti concentration.
Еще один вариант реализации имеет диапазон, где 0,05% <Cr <0,3%, предпочтительно 0,05% <Cr <0,15%. В этом варианте реализации поддерживаются особенно хорошие свойства касательно межкристаллитной коррозии, наряду с тем, что одновременно продукт из сплава менее чувствителен к закалке (резкому охлаждению).Another embodiment has a range where 0.05% <Cr <0.3%, preferably 0.05% <Cr <0.15%. In this embodiment, particularly good properties regarding intergranular corrosion are maintained, while the alloy product is also less sensitive to quenching (quenching).
Дополнительный вариант реализации имеет диапазон, где 0,1% <Ti + Cr <0,4%. Было обнаружено, что в пределах данного диапазона Ti и Cr могут быть замещены друг другом при сохранении хорошего сопротивления межкристаллитной коррозии и хороших механических свойств.An additional implementation option has a range where 0.1% <Ti + Cr <0.4%. It was found that within this range, Ti and Cr can be replaced by each other while maintaining good resistance to intergranular corrosion and good mechanical properties.
Предпочтительно 0,1% <Ti + Cr <0,3%. В этом варианте реализации изобретения, все еще достигаются хорошие свойства при сниженном добавлении легирующих элементов Ti и Cr.Preferably 0.1% <Ti + Cr <0.3%. In this embodiment, good properties are still achieved with reduced addition of Ti and Cr alloying elements.
В предпочтительном варианте реализации уровень Cu выбирают в диапазоне, где 4,4% <Cu <5,5%, более предпочтительно 4,7% <Cu <5,3%.In a preferred embodiment, the Cu level is selected in the range where 4.4% <Cu <5.5%, more preferably 4.7% <Cu <5.3%.
В дополнительном предпочтительном варианте реализации уровень Mg выбирают в диапазоне, где 0,3% <Mg <1,2%, более предпочтительно 0,4% <Mg <0,75%.In a further preferred embodiment, the Mg level is selected in the range where 0.3% <Mg <1.2%, more preferably 0.4% <Mg <0.75%.
Железо может присутствовать в диапазоне вплоть до 0,20%, а предпочтительно придерживаются максимального значения 0,15%, более предпочтительно - максимального значения 0,1%. Типичный предпочтительный уровень железа будет находиться в диапазоне от 0,03% до 0,08%.Iron can be present in the range up to 0.20%, and preferably a maximum value of 0.15% is maintained, more preferably a maximum value of 0.1%. A typical preferred level of iron will be in the range of 0.03% to 0.08%.
Кремний может присутствовать в диапазоне вплоть до 0,20%, а предпочтительно придерживаются максимального значения 0,15%, более предпочтительно - максимального значения 0,1%. Типичный предпочтительный уровень кремния будет как можно более низким и будет типично находиться по практическим соображениям в диапазоне от 0,02% до 0,07%.Silicon can be present in the range up to 0.20%, and preferably adhere to a maximum value of 0.15%, more preferably a maximum value of 0.1%. A typical preferred level of silicon will be as low as possible and will typically be for practical reasons in the range of 0.02% to 0.07%.
Цирконий может присутствовать в продукте из сплава согласно изобретению в количестве вплоть до 0,20%. Подходящий уровень Zr находится в диапазоне от 0,04% до 0,15%. Более предпочтительный верхний предел для уровня Zr составляет 0,13%, а еще более предпочтительно - не более чем 0,11%.Zirconium may be present in an alloy product of the invention in an amount up to 0.20%. Suitable levels of Zr are in the range of 0.04% to 0.15%. A more preferred upper limit for the Zr level is 0.13%, and even more preferably not more than 0.11%.
Марганец может быть добавлен в отдельности или в комбинации с другими дисперсоидообразователями. Предпочтительное максимальное значение для уровня Mn составляет 0,80%, и предпочтительный минимальный уровень составляет 0,15%. Предпочтительный диапазон для уровня Mn находится в диапазоне, где 0,2% <Mn <0,5%.Manganese can be added individually or in combination with other dispersing agents. The preferred maximum value for the Mn level is 0.80%, and the preferred minimum level is 0.15%. The preferred range for the Mn level is in the range where 0.2% <Mn <0.5%.
В известном уровне техники было предложено добавлять Ag в сплав АА2000 для улучшения сопротивления межкристаллитной коррозии. Однако имеют место недостатки, связанные с добавлением Ag. Один недостаток заключается в том, что Ag является дорогим элементом, и его добавление повышает стоимость сплава. Второй недостаток заключается в том, что, и это также имеет отношение к стоимости Ag, с любыми отходами такого сплава следует обращаться аккуратно и повторно использовать для возврата Ag.In the prior art, it has been proposed to add Ag to the AA2000 alloy to improve intergranular corrosion resistance. However, there are disadvantages associated with the addition of Ag. One drawback is that Ag is an expensive element, and its addition increases the cost of the alloy. The second drawback is that, and this also has a bearing on the cost of Ag, any waste from such an alloy should be handled carefully and reused to return Ag.
Следовательно, в еще одном предпочтительном варианте реализации продукта из алюминиевого сплава согласно изобретению этот сплав свободен от Ag. В практических условиях это могло бы означать то, что Ag присутствует на уровне примеси или случайного элемента, скажем, на уровне <0,05%. Более предпочтительно сплав является по существу свободным от Ag. При этом термин «по существу свободный» означает, что преднамеренное добавление Ag в химический состав не делается, но вследствие примесей и/или натекания при контакте с производственным оборудованием ничтожные количества Ag тем не менее могут попасть в продукт из алюминиевого сплава.Therefore, in yet another preferred embodiment of the aluminum alloy product of the invention, this alloy is Ag free. In practical terms, this could mean that Ag is present at the level of an impurity or a random element, say, at a level of <0.05%. More preferably, the alloy is substantially Ag free. In this case, the term “essentially free” means that intentional addition of Ag to the chemical composition is not done, but due to impurities and / or leakage when in contact with production equipment, negligible amounts of Ag can nevertheless get into the aluminum alloy product.
В предпочтительном варианте реализации продукта из алюминиевого сплава согласно изобретению этот сплав имеет состав, состоящий из, мас.%:In a preferred embodiment of the product of the aluminum alloy according to the invention, this alloy has a composition consisting of, wt.%:
Cu 4,1-5,5%Cu 4.1-5.5%
Mg 0,30-1,6%Mg 0.30-1.6%
Mn 0,15-0,8%Mn 0.15-0.8%
Ti 0,03-0,4%Ti 0.03-0.4%
Cr 0,05-0,4%Cr 0.05-0.4%
Zr <0,2%Zr <0.2%
Fe <0,15%, предпочтительно <0,1%Fe <0.15%, preferably <0.1%
Si <0,15%, предпочтительно <0,1%,Si <0.15%, preferably <0.1%,
а остаток составляет алюминий и другие примеси или случайные элементы, каждый <0,05%, в сумме <0,15%, и является по существу свободным от Ag.and the remainder is aluminum and other impurities or random elements, each <0.05%, in total <0.15%, and is substantially free of Ag.
Более предпочтительные более узкие диапазоны для различных легирующих элементов представлены в этом описании и формуле изобретения.More preferred narrower ranges for various alloying elements are provided in this specification and claims.
Предпочтительно, продукт из алюминиевого сплава согласно изобретению находится в состоянии Т3х, Т6х или Т8х. В зависимости от предполагаемой области применения сплава выбирают подходящее состояние с тем, чтобы придать продукту из этого сплава желательные свойства. Обозначения состояний соответствуют требованиям Алюминиевой Ассоциации.Preferably, the aluminum alloy product of the invention is in the T3x, T6x or T8x state. Depending on the intended field of application of the alloy, a suitable state is selected in order to impart the desired properties to the product from this alloy. State designations comply with the requirements of the Aluminum Association.
Вследствие улучшенного сопротивления межкристаллитной коррозии, при высоких уровнях прочности и усталостных характеристик, продукт предпочтительно обеспечивают в форме листа, плиты (толстого листа), поковки или экструдированного профиля для использования в конструкции авиационно-космического назначения.Due to the improved resistance to intergranular corrosion, at high levels of strength and fatigue characteristics, the product is preferably provided in the form of a sheet, plate (thick sheet), forgings or extruded profiles for use in aerospace applications.
Продукт из алюминиевого сплава согласно изобретению показывает превосходный баланс свойств для применения в виде плиты в широком ряду толщин, предпочтительно в форме плиты с толщиной в диапазоне от 0,7 до 80 мм. В диапазоне толщины толстого листа от 0,6 до 1,5 мм продукт из алюминиевого сплава также представляет особый интерес в качестве листа для автомобильного кузова.The aluminum alloy product according to the invention shows an excellent balance of properties for use in the form of a plate in a wide range of thicknesses, preferably in the form of a plate with a thickness in the range from 0.7 to 80 mm. In the range of thick sheet thicknesses from 0.6 to 1.5 mm, an aluminum alloy product is also of particular interest as a sheet for an automobile body.
В диапазоне толщины вплоть до 40 мм свойства продукта из алюминиевого сплава будут превосходно подходить для листа фюзеляжа, и предпочтительно толщина составляет вплоть до 25 мм.In the thickness range of up to 40 mm, the properties of the aluminum alloy product will be excellently suited for the fuselage sheet, and preferably the thickness is up to 25 mm.
В диапазоне толщины от 20 до 80 мм свойства являются превосходными для плит крыла, например, для плит нижней поверхности крыла, когда имеют большую важность прочность на разрыв и усталостные свойства. В этом диапазоне толщины продукты из алюминиевого сплава также могут быть использованы для стрингеров или для формования цельных консоли крыла и стрингера для использования в конструкции крыла воздушного судна.In the thickness range of 20 to 80 mm, the properties are excellent for wing plates, for example, for plates of the lower wing surface, when tensile strength and fatigue properties are of great importance. In this thickness range, aluminum alloy products can also be used for stringers or for forming one-piece wing consoles and stringers for use in aircraft wing construction.
Продукт из алюминиевого сплава согласно изобретению также может быть использован в качестве инструментальной плиты или плиты для литейных форм, например, для литейных форм, предназначенных для изготовления формованных пластиковых изделий, например, посредством литья под давлением или литьевым формованием. При таком применении более высокие уровни Fe и Si вплоть до 0,4% для каждого из этих элементов являются приемлемыми.The aluminum alloy product according to the invention can also be used as a tool plate or plate for casting molds, for example, for molds intended for the manufacture of molded plastic products, for example, by injection molding or injection molding. With this application, higher levels of Fe and Si up to 0.4% for each of these elements are acceptable.
Изобретение также реализовано в способе изготовления продукта из алюминиевого сплава, имеющего высокую прочность и высокую вязкость разрушения и высокое сопротивление межкристаллитной коррозии, включающем стадии:The invention is also implemented in a method for manufacturing an aluminum alloy product having high strength and high fracture toughness and high intergranular corrosion resistance, comprising the steps of:
а) отливки слитка, имеющего состав согласно изобретению;a) casting an ingot having a composition according to the invention;
b) гомогенизации и/или предварительного нагревания слитка после отливки;b) homogenizing and / or preheating the ingot after casting;
с) горячей обработки слитка давлением в деформированную заготовку одним из нескольких способов, выбранных из группы, состоящей из прокатки, экструзии и ковки;c) hot processing of the ingot by pressure into the deformed workpiece by one of several methods selected from the group consisting of rolling, extrusion and forging;
d) необязательного подогрева деформированной заготовки, иd) optionally heating the deformed workpiece, and
е) необязательной дополнительной горячей и/или холодной обработки давлением до желательной формы заготовки;e) optional additional hot and / or cold forming to the desired shape of the workpiece;
f) термообработки на твердый раствор упомянутой отформованной заготовки при температуре и времени, достаточных для перевода в твердые растворы по существу всех растворимых компонентов в сплаве;f) heat treating the solid solution of said molded preform at a temperature and time sufficient to convert substantially all of the soluble components in the alloy to solid solutions;
g) закалки термообработанной на твердый раствор заготовки посредством одной из закалки при оросительном охлаждении или закалки погружением в воду или другие закалочные среды;g) quenching of a heat-treated solid solution preform by means of one of quenching by irrigation cooling or quenching by immersion in water or other quenching media;
h) необязательного растягивания или сжатия закаленной заготовки;h) optional stretching or compression of the hardened workpiece;
i) естественного или искусственного старения закаленной и необязательно растянутой или сжатой заготовки до достижения желательного состояния.i) natural or artificial aging of the hardened and optionally stretched or compressed preform to achieve the desired state.
Способ согласно изобретению дает продукт из алюминиевого сплава, имеющий превосходное сопротивление межкристаллитной коррозии и имеющий высокую прочность и превосходные усталостные свойства.The method according to the invention provides an aluminum alloy product having excellent intergranular corrosion resistance and having high strength and excellent fatigue properties.
Продукты из сплава по настоящему изобретению обыкновенно получаются путем плавления и сплавления продукта из алюминиевого сплава и могут быть отлиты в слитки по технологии литья в кристаллизатор с прямым охлаждением (от англ. «direct chill casting») или с помощью других подходящих технологий литья. Обработку гомогенизацией типично проводят в одну или более стадии, причем каждая стадия имеет температуру предпочтительно в диапазоне от 460 до 535°С. Предварительное нагревание подразумевает нагревание слитка до температуры горячей обработки давлением, которая типично находится в диапазоне температур от 400°С до 480°С. Обработка продукта из сплава давлением может быть выполнена одним или более способами, выбранными из группы, состоящей из прокатки, экструзии и ковки. Для продукта из предложенного сплава предпочтительным является горячая прокатка. Термообработку на твердый раствор типично осуществляют в том же диапазоне температур, который используют для гомогенизации, хотя продолжительность выдержки может быть выбрана до некоторой степени короче.The alloy products of the present invention are usually obtained by melting and alloying an aluminum alloy product and can be cast into ingots by direct chill casting (from the English "direct chill casting") or by other suitable casting techniques. The homogenization treatment is typically carried out in one or more stages, with each stage having a temperature preferably in the range of 460 to 535 ° C. Preheating involves heating the ingot to a hot working temperature, which typically ranges from 400 ° C to 480 ° C. The processing of the alloy product by pressure can be performed by one or more methods selected from the group consisting of rolling, extrusion and forging. For a product of the proposed alloy, hot rolling is preferred. The solid solution heat treatment is typically carried out in the same temperature range that is used for homogenization, although the exposure time can be selected to some extent shorter.
В одном варианте реализации способа согласно изобретению искусственное старение предпочтительно включает стадию старения при температуре в диапазоне от 135°С до 210°С, предпочтительно в течение от 5 до 20 часов.In one embodiment of the method of the invention, artificial aging preferably includes an aging step at a temperature in the range of 135 ° C to 210 ° C, preferably for 5 to 20 hours.
В еще одном варианте реализации изобретения естественное старение предпочтительно включает стадию старения при комнатной температуре в течение от 1 до 10 дней.In yet another embodiment, natural aging preferably includes an aging step at room temperature for 1 to 10 days.
Предпочтительно, продукт из алюминиевого сплава подвергают старению до состояния, выбранного из группы, включающей Т3, Т351, Т39, Т6, Т651 и Т87.Preferably, the aluminum alloy product is aged to a state selected from the group consisting of T3, T351, T39, T6, T651 and T87.
В одном варианте реализации продукт из алюминиевого сплава обрабатывают в лист фюзеляжа, предпочтительно в лист фюзеляжа с толщиной менее 30 мм.In one embodiment, the aluminum alloy product is processed into a fuselage sheet, preferably a fuselage sheet with a thickness of less than 30 mm.
В еще одном варианте реализации продукт из алюминиевого сплава обрабатывают в плиту нижней поверхности крыла.In yet another embodiment, the aluminum alloy product is processed into a plate of the bottom surface of the wing.
В дополнительном варианте реализации продукт из алюминиевого сплава обрабатывают в плиту верхней поверхности крыла.In a further embodiment, the aluminum alloy product is processed into a plate of the upper surface of the wing.
В еще одном дополнительном варианте реализации продукт из алюминиевого сплава обрабатывают в экструдированный продукт (профиль).In yet a further embodiment, the aluminum alloy product is processed into an extruded product (profile).
В еще одном дополнительном варианте реализации продукт из алюминиевого сплава обрабатывают в кованый продукт.In yet a further embodiment, the aluminum alloy product is processed into a forged product.
В еще одном варианте реализации продукт из алюминиевого сплава обрабатывают в тонкую плиту с толщиной в диапазоне от 15 до 40 мм.In yet another embodiment, the aluminum alloy product is processed into a thin plate with a thickness in the range of 15 to 40 mm.
В еще одном варианте реализации продукт из алюминиевого сплава обрабатывают в толстую плиту с толщиной вплоть до 300 мм.In yet another embodiment, the aluminum alloy product is processed into a thick plate with a thickness of up to 300 mm.
ПримерыExamples
В последующем описании изобретение будет дополнительно проиллюстрировано со ссылкой на чертежи и результаты лабораторных испытаний.In the following description, the invention will be further illustrated with reference to the drawings and laboratory test results.
Фиг.1 показывает диаграмму Cr-Ti, представляющую диапазон Cr-Ti в случае изобретения наряду с более узкими предпочтительными диапазонами.1 shows a Cr-Ti diagram representing a Cr-Ti range in the case of the invention along with narrower preferred ranges.
Фиг.1 схематично показывает диапазоны содержания Cr и Ti для сплава согласно изобретению. Наиболее широкий диапазон обозначен прямоугольником с угловыми точками А, В, С, D.1 schematically shows the Cr and Ti ranges for the alloy according to the invention. The widest range is indicated by a rectangle with corner points A, B, C, D.
Фиг.1 также схематично показывает предпочтительный диапазон сбалансированного содержания как Cr, так и Ti. Наиболее широкий диапазон сбалансированного содержания обозначен четырехугольником с угловыми точками E, F, G, H.Figure 1 also schematically shows a preferred range of balanced contents of both Cr and Ti. The widest range of balanced content is indicated by a quadrangle with corner points E, F, G, H.
Точка P указывает содержание Cr и Ti в образце из сплава согласно изобретению, который использовали для проведения испытаний (также называемого Сплавом 3 в последующих примерах).Point P indicates the content of Cr and Ti in the sample of the alloy according to the invention, which was used for testing (also called Alloy 3 in the following examples).
Буква Q указывает содержание Cr и Ti в двух сравнительных сплавах, также используемых для проведения испытаний и также называемых сплавами 1 и 2. Сплавы 1 и 2 выходят за рамки изобретения.The letter Q indicates the content of Cr and Ti in two comparative alloys, also used for testing and also called alloys 1 and 2. Alloys 1 and 2 are beyond the scope of the invention.
Сплав 2 имеет, за исключением содержания Cr и Ti, такой же химический состав, что и Сплав 3 согласно изобретению. Сплав 1 имеет химический состав, типичный для стандартного сплава АА2024.Alloy 2 has, with the exception of the content of Cr and Ti, the same chemical composition as Alloy 3 according to the invention. Alloy 1 has a chemical composition typical of the standard AA2024 alloy.
В лабораторном масштабе отлили три слитка и обработали их в плиту для подтверждения принципа данного изобретения. Составы этих трех сплавов приведены в Таблице 1.Three ingots were cast on a laboratory scale and processed into a slab to confirm the principle of this invention. The compositions of these three alloys are shown in Table 1.
Сплавы, перечисленные в Таблице 1, обработали следующим образом.The alloys listed in Table 1 were processed as follows.
- Отливка слитка.- Ingot casting.
- Для Сплава 1: гомогенизация слитка при скорости нагревания 30°С/час до 465°С, выдержка при этой температуре в течение 2 часов с последующим дальнейшим нагреванием со скоростью 15°С/час до 495°С и выдержка при этой температуре в течение 24 часов с последующим охлаждением на воздухе до комнатной температуры.- For Alloy 1: homogenization of the ingot at a heating rate of 30 ° C / h to 465 ° C, holding at this temperature for 2 hours, followed by further heating at a speed of 15 ° C / h to 495 ° C and holding at this temperature for 24 hours, followed by cooling in air to room temperature.
- Для Сплава 2 и 3: гомогенизация слитка при скорости нагревания 30°С/час до 525°С, выдержка при этой температуре в течение 24 часов, с последующим охлаждением на воздухе до комнатной температуры.- For Alloy 2 and 3: homogenization of the ingot at a heating rate of 30 ° C / h to 525 ° C, holding at this temperature for 24 hours, followed by cooling in air to room temperature.
- Предварительное нагревание до 420°С.- Preheating to 420 ° C.
- Горячая прокатка от 80 мм до 8 мм.- Hot rolling from 80 mm to 8 mm.
- Холодная прокатка от 8 мм до 2 мм до холоднокатаной плиты.- Cold rolling from 8 mm to 2 mm to a cold rolled plate.
- Термообработка холоднокатаной плиты на твердый раствор.- Heat treatment of a cold-rolled solid solution plate.
- Для Сплава 1 при 495°С в течение 30 минут.- For Alloy 1 at 495 ° C for 30 minutes.
- Для Сплавов 2 и 3 при 525°С в течение 30 минут.- For Alloys 2 and 3 at 525 ° C for 30 minutes.
- Закалка холоднокатаной плиты либо путем непосредственного быстрого охлаждения водой либо путем закалки в воде после выдерживания в течение 10 секунд в неподвижном воздухе.- Quenching of a cold-rolled plate either by direct rapid cooling with water or by quenching in water after holding it for 10 seconds in still air.
- Отлежка холоднокатаной плиты в течение 4 часов при комнатной температуре.- Curing of a cold-rolled plate for 4 hours at room temperature.
- Растягивание и старение холоднокатаной плиты путем либо:- Stretching and aging of the cold rolled plate by either:
- растягивания и естественного старения в течение 5 дней при комнатной температуре до состояний Т3х (а именно, Т3, Т351 и Т39); или- stretching and natural aging for 5 days at room temperature to conditions T3x (namely, T3, T351 and T39); or
- растягивания и искусственного старения в течение 12 часов при 175°С до состояний Т6х и Т8х (а именно, Т6, Т651 и Т87).- stretching and artificial aging for 12 hours at 175 ° C to the states of T6x and T8x (namely, T6, T651 and T87).
Образцы, взятые из холоднокатаных плит, обработанных описанным выше образом, подвергали испытанию на межкристаллитную коррозию в соответствии со стандартом ASTM G110.Samples taken from cold rolled plates treated as described above were subjected to intergranular corrosion testing in accordance with ASTM G110.
Результаты испытания на коррозию показаны в Таблицах 2, 3, 4 и 5.The results of the corrosion test are shown in Tables 2, 3, 4 and 5.
В этих таблицах (i) указывает на то, что наблюдали только точечную коррозию, а межкристаллитную коррозию не наблюдали, (ii) указывает на то, что наблюдали точечную коррозию наряду со слабой межкристаллитной коррозией на дне коррозионной раковины, и (iii) указывает на то, что наблюдали локальную межкристаллитную коррозию.In these tables, (i) indicates that only pitting corrosion was observed, and intergranular corrosion was not observed, (ii) indicates that pitting corrosion was observed along with weak intergranular corrosion at the bottom of the corrosion sink, and (iii) indicates that observed local intergranular corrosion.
Таблица 2 показывает, что сбалансированное добавление Cr и Ti согласно варианту реализации изобретения имеет результатом выдающиеся свойства без межкристаллитной коррозии в состояниях Т3х с заметно более низкой глубиной коррозионной раковины по сравнению с другими сплавами. Table 2 shows that the balanced addition of Cr and Ti according to an embodiment of the invention results in outstanding properties without intergranular corrosion in T3x states with a markedly lower depth of the corrosion shell compared to other alloys.
Эта таблица показывает, что после задержки закалки вплоть до 10 секунд выдающиеся коррозионные свойства в сплаве согласно изобретению также сохраняются.This table shows that after a quenching delay of up to 10 seconds, the outstanding corrosion properties in the alloy according to the invention are also preserved.
Как можно видеть из этой таблицы, улучшенные коррозионные свойства достигаются путем сбалансированного добавления Cr и Ti. Обнаруживали только точечную коррозию с очень слабой межкристаллитной коррозией на дне коррозионной раковины. As can be seen from this table, improved corrosion properties are achieved by a balanced addition of Cr and Ti. Only pitting corrosion was detected with very weak intergranular corrosion at the bottom of the corrosion shell.
Для длительных задержек закалки вплоть до 10 секунд сопротивление межкристаллитной коррозии слегка понижается, но эксплуатационные характеристики по-прежнему заметно превосходят эти характеристики у сравнительных сплавов, с задержкой закалки или без нее.For long hardening delays of up to 10 seconds, the resistance to intergranular corrosion is slightly reduced, but the performance is still noticeably superior to that of comparative alloys, with or without hardening.
Результаты испытания на коррозию также показаны на Фиг.2а, 2b, 3а и 3b.The results of the corrosion test are also shown in FIGS. 2a, 2b, 3a and 3b.
Фиг.2а, 2b показывают микроснимки поперечного сечения образца из сплава согласно изобретению в состоянии Т3 и из сравнительного сплава после испытания на коррозию.Figures 2a, 2b show micrographs of a cross-section of a sample of an alloy according to the invention in T3 state and of a comparative alloy after a corrosion test.
В частности, Фиг.2а показывает микроснимок поперечного сечения образца из сравнительного сплава 1 (эталон АА2024) в состоянии Т3 после испытания на коррозию. Микроснимок четко демонстрирует точечную коррозию и межкристаллитную коррозию глубиной более 150 мкм.In particular, FIG. 2a shows a micrograph of a cross-section of a sample of comparative alloy 1 (reference AA2024) in state T3 after a corrosion test. The micrograph clearly demonstrates pitting and intergranular corrosion with a depth of more than 150 microns.
Фиг.2b показывает микроснимок поперечного сечения образца из сплава согласно изобретению (сплав 3) также в состоянии Т3 после испытания на коррозию. Образцы демонстрируют только точечную коррозию, с максимальной глубиной 60 мкм, и не демонстрируют межкристаллитную коррозию.Fig. 2b shows a micrograph of a cross section of a sample of an alloy according to the invention (alloy 3) also in a T3 state after a corrosion test. Samples show only pitting corrosion, with a maximum depth of 60 μm, and do not show intergranular corrosion.
Фиг.3а, 3b показывают микроснимки поперечного сечения образца из сплава согласно изобретению в состоянии Т6 и из сравнительного сплава после испытания на коррозию.Figures 3a, 3b show micrographs of a cross-section of a sample of an alloy according to the invention in state T6 and of a comparative alloy after a corrosion test.
В частности, Фиг.3а показывает микроснимок поперечного сечения образца из сравнительного сплава 1 (эталон АА2024) в состоянии Т6 после испытания на коррозию. Микроснимок четко демонстрирует локальную межкристаллитную коррозию, распространяющуюся на глубину примерно 220 мкм.In particular, Fig. 3a shows a micrograph of a cross-section of a sample of comparative alloy 1 (reference AA2024) in state T6 after a corrosion test. The micrograph clearly shows local intergranular corrosion, extending to a depth of about 220 microns.
Фиг.3b показывает микроснимок поперечного сечения образца из сплава согласно изобретению (сплав 3) также в состоянии Т6 после испытания на коррозию. Образец демонстрирует только точечную коррозию со слабой межкристаллитной коррозией на глубину менее 160 мкм.Fig. 3b shows a micrograph of the cross-section of a sample of an alloy according to the invention (alloy 3) also in state T6 after a corrosion test. The sample shows only pitting corrosion with weak intergranular corrosion to a depth of less than 160 microns.
И обоих состояниях, Т3 и Т6, коррозионные характеристики сплава согласно изобретению значительно лучше, чем коррозионные характеристики сравнительного сплава-эталона АА2024.In both states, T3 and T6, the corrosion characteristics of the alloy according to the invention are significantly better than the corrosion characteristics of the comparative reference alloy AA2024.
Также измерили механические свойства сплавов, отлитых и обработанных описанным выше образом, и полученные результаты были сведены в Таблицы 6 и 7. The mechanical properties of the alloys cast and machined as described above were also measured, and the results were summarized in Tables 6 and 7.
Из Таблицы 6 можно увидеть, что в состоянии Т3 в случае со сплавом согласно изобретению могут быть достигнуты сравниваемые механические свойства, что и со сплавами-эталонами 1 (эталон АА2024) и 2. From Table 6 it can be seen that in the T3 state in the case of the alloy according to the invention, comparable mechanical properties can be achieved as with the reference alloys 1 (reference AA2024) and 2.
Из Таблицы 7 можно увидеть, что в случае со сплавами по настоящему изобретению поддерживается значительно более высокая вязкость разрушения по сравнению со сравнительным сплавом АА2024.From Table 7, it can be seen that in the case of the alloys of the present invention, a significantly higher fracture toughness is maintained compared to the comparative AA2024 alloy.
Хотя настоящее изобретение было описано со ссылкой на некоторые конкретные примеры, специалист в данной области техники непременно сможет воплотить многие другие варианты реализации в пределах сущности и объема изобретения. Таким образом, изобретение не ограничено вышеперечисленными вариантами реализации, а наоборот, характеризуется нижеследующей формулой изобретения.Although the present invention has been described with reference to certain specific examples, one skilled in the art will certainly be able to implement many other embodiments within the spirit and scope of the invention. Thus, the invention is not limited to the above embodiments, but rather is characterized by the following claims.
Claims (25)
Сu 4,1-5,5
Mg 0,30 - <0,75
Mn 0,15 - 0,8
Ti >0,05 - 0,4
Cr 0,05 - 0,4
Ag 0 - <0,7
Zr 0 - <0,2%
Fe 0 - <0,20%, предпочтительно 0 - <0,15%,
Si 0 - <0,20%, предпочтительно 0 - <0,15%,
а остаток составляют алюминий и другие примеси или случайные элементы, каждый <0,05%, в сумме <0,15%, и при этом 0,1% <Ti + Cr <0,4%.1. The product of a deformable aluminum alloy containing, wt.%:
Cu 4.1-5.5
Mg 0.30 - <0.75
Mn 0.15 - 0.8
Ti> 0.05 - 0.4
Cr 0.05 - 0.4
Ag 0 - <0.7
Zr 0 - <0.2%
Fe 0 - <0.20%, preferably 0 - <0.15%,
Si 0 - <0.20%, preferably 0 - <0.15%,
and the remainder is aluminum and other impurities or random elements, each <0.05%, in total <0.15%, while 0.1% <Ti + Cr <0.4%.
а) отливки слитка, имеющего состав сплава по одному или более из пп.1-11;
b) гомогенизации и/или предварительного нагревания слитка после отливки;
с) горячей обработки слитка давлением в предварительно деформированную заготовку одним или более способами, выбранными из группы, состоящей из прокатки, экструзии и ковки;
d) необязательного подогрева предварительно деформированной заготовки, и
е) необязательной дополнительной горячей и/или холодной обработки давлением до желательной формы заготовки;
f) термообработки на твердый раствор упомянутой отформованной заготовки при температуре и времени, достаточных для перевода в твердый раствор всех растворимых компонентов в сплаве;
g) закалки термообработанной на твердый раствор заготовки посредством одной из закалки при оросительном охлаждении или закалки погружением в воду, или другие закалочные среды;
h) необязательного растягивания или сжатия закаленной заготовки;
i) естественного или искусственного старения закаленной и необязательно растянутой или сжатой заготовки до достижения желательного состояния.15. A method of manufacturing a product from an aluminum alloy, comprising stages
a) casting an ingot having an alloy composition according to one or more of claims 1 to 11;
b) homogenizing and / or preheating the ingot after casting;
c) hot processing of the ingot by pressure in a preformed billet by one or more methods selected from the group consisting of rolling, extrusion and forging;
d) optionally heating the preformed workpiece, and
e) optional additional hot and / or cold forming to the desired shape of the workpiece;
f) heat treatment for a solid solution of said molded preform at a temperature and time sufficient to transfer all soluble components in the alloy into a solid solution;
g) quenching of a heat-treated solid solution preform by means of one of quenching by irrigation cooling or quenching by immersion in water, or other quenching media;
h) optional stretching or compression of the hardened workpiece;
i) natural or artificial aging of the hardened and optionally stretched or compressed preform to achieve the desired state.
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| EP05077448 | 2005-10-25 | ||
| EP05077448.8 | 2005-10-25 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2008115928A RU2008115928A (en) | 2009-10-27 |
| RU2418876C2 true RU2418876C2 (en) | 2011-05-20 |
Family
ID=36572409
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2008115928/02A RU2418876C2 (en) | 2005-10-25 | 2006-10-24 | ALLOY Al-Cu-Mg APPLICABLE FOR AEROSPACE ENGINEERING |
Country Status (6)
| Country | Link |
|---|---|
| EP (1) | EP1945825B1 (en) |
| CN (1) | CN101297054A (en) |
| BR (1) | BRPI0617699A2 (en) |
| CA (1) | CA2627070C (en) |
| RU (1) | RU2418876C2 (en) |
| WO (1) | WO2007048565A1 (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2573164C1 (en) * | 2014-10-02 | 2016-01-20 | Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Белгородский государственный национальный исследовательский университет" (НИУ "БелГУ") | High-strength wrought aluminium-based alloy |
Families Citing this family (25)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN101649433B (en) * | 2009-07-10 | 2012-11-21 | 西南铝业（集团）有限责任公司 | Method for processing aluminum alloy plates |
| RU2581543C2 (en) * | 2010-10-08 | 2016-04-20 | Алкоа Инк. | Improved aluminium alloys 2xxx and production methods thereof |
| ES2565482T3 (en) * | 2011-08-17 | 2016-04-05 | Otto Fuchs Kg | Heat-resistant Al-Cu-Mg-Ag alloy, as well as a procedure for the manufacture of a semi-finished product or product from such an aluminum alloy |
| CN102925829A (en) * | 2012-11-22 | 2013-02-13 | 哈尔滨工业大学 | Heat treating method for Al-Cu-Mg-Si-based aluminium alloy thin-walled annular member |
| JP6057855B2 (en) * | 2013-07-31 | 2017-01-11 | 株式会社神戸製鋼所 | Aluminum alloy extruded material for cutting |
| CN105002408A (en) * | 2015-07-12 | 2015-10-28 | 河北钢研德凯科技有限公司 | High-quality, high-strength cast aluminum alloy material and preparation method |
| CN105239029B (en) * | 2015-10-23 | 2017-12-08 | 中铝材料应用研究院有限公司 | Control the heat treatment method that the even dispersion of phase containing Mn separates out in Al Cu Mg Mn alloys |
| CN105908028B (en) * | 2016-06-16 | 2018-02-27 | 江苏大学 | A kind of method for designing high-hardenability high-strength aluminum alloy main component |
| EP3529394A4 (en) * | 2016-10-24 | 2020-06-24 | Shape Corp. | Multi-stage aluminum alloy forming and thermal processing method for the production of vehicle components |
| CN108118273B (en) * | 2017-12-11 | 2019-11-12 | 中南大学 | A method for improving the corrosion resistance of aluminum alloy |
| CN109136697B (en) * | 2018-08-28 | 2020-12-22 | 兰州飞行控制有限责任公司 | High-strength aluminum-copper aluminum alloy |
| WO2020099124A1 (en) * | 2018-11-12 | 2020-05-22 | Aleris Rolled Products Germany Gmbh | Method of producing a high-energy hydroformed structure from a 7xxx-series alloy |
| EP3946773A1 (en) * | 2019-04-03 | 2022-02-09 | Airbus SAS | Method of producing a high-energy hydroformed structure from a 2xxx-series alloy |
| CN110724866A (en) * | 2019-11-28 | 2020-01-24 | 西南铝业（集团）有限责任公司 | No zirconium blank of accurate wheel hub die forging of 2014 aluminum alloy aviation |
| CN111020321B (en) * | 2019-12-11 | 2021-09-14 | 兰州飞行控制有限责任公司 | Al-Cu series casting alloy suitable for forging processing and preparation method thereof |
| CN111101038A (en) * | 2019-12-20 | 2020-05-05 | 山东南山铝业股份有限公司 | Multi-element heat-resistant aluminum alloy and preparation method thereof |
| FR3111143B1 (en) * | 2020-06-04 | 2022-11-18 | Constellium Issoire | High temperature performance aluminum copper magnesium alloy products |
| CN112281033B (en) * | 2020-09-25 | 2021-09-28 | 中南大学 | Method for simultaneously improving corrosion resistance and heat resistance of aluminum-copper-magnesium alloy oil well pipe |
| CN113897524A (en) * | 2021-10-09 | 2022-01-07 | 山东创新精密科技有限公司 | Aluminum alloy with high conductivity uniformity and preparation method and application thereof |
| CN114134376A (en) * | 2021-12-08 | 2022-03-04 | 无锡市世达精密焊管制造有限公司 | Mg-Cu aluminum alloy and preparation method thereof |
| CN115821131B (en) * | 2022-12-05 | 2024-05-14 | 山东南山铝业股份有限公司 | Low fatigue crack growth rate 2-series aluminum alloy section bar and manufacturing method thereof |
| CN115927936B (en) * | 2022-12-22 | 2023-06-09 | 北京机科国创轻量化科学研究院有限公司 | High-strength and high-toughness aluminum alloy and preparation method thereof |
| CN116770139A (en) * | 2023-06-30 | 2023-09-19 | 沈阳航空航天大学 | High-strength heat-resistant aluminum alloy wire, preparation and arc additive manufacturing method thereof |
| CN117660816A (en) * | 2023-11-08 | 2024-03-08 | 东北轻合金有限责任公司 | A method for manufacturing high-strength and corrosion-resistant 2024 aluminum alloy small-wall-thickness hot-extruded profiles for aviation |
| CN119736505A (en) * | 2024-12-24 | 2025-04-01 | 东北轻合金有限责任公司 | A method for preparing a 2-series ultra-high strength aluminum alloy thick plate for aerospace use |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU1463798A1 (en) * | 1987-04-06 | 1989-03-07 | Физико-технический институт АН БССР | Method of thermal treatment of aluminium alloys of aluminium-copper-magnesium-manganese system |
| WO2004018722A1 (en) * | 2002-08-20 | 2004-03-04 | Corus Aluminium Walzprodukte Gmbh | Al-Cu-Mg-Si ALLOY AND METHOD FOR PRODUCING THE SAME |
| RU2237098C1 (en) * | 2003-07-24 | 2004-09-27 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Всероссийский научно-исследовательский институт авиационных материалов" | Aluminium-based alloy and product made from the same |
| WO2004111282A1 (en) * | 2003-06-06 | 2004-12-23 | Corus Aluminium Walzprodukte Gmbh | High-damage tolerant aluminium alloy product in particular for aerospace applications |
Family Cites Families (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5652063A (en) * | 1995-03-22 | 1997-07-29 | Aluminum Company Of America | Sheet or plate product made from a substantially vanadium-free aluminum alloy |
| FR2802946B1 (en) * | 1999-12-28 | 2002-02-15 | Pechiney Rhenalu | AL-CU-MG ALLOY AIRCRAFT STRUCTURAL ELEMENT |
| US7323068B2 (en) * | 2002-08-20 | 2008-01-29 | Aleris Aluminum Koblenz Gmbh | High damage tolerant Al-Cu alloy |
| FR2858984B1 (en) * | 2003-08-19 | 2007-01-19 | Corus Aluminium Walzprod Gmbh | AL-CU HIGH-TENACITY ALLOY PRODUCT AND PROCESS FOR PRODUCING THE SAME |
-
2006
- 2006-10-24 RU RU2008115928/02A patent/RU2418876C2/en active
- 2006-10-24 CN CNA2006800395315A patent/CN101297054A/en active Pending
- 2006-10-24 EP EP06818278.1A patent/EP1945825B1/en active Active
- 2006-10-24 BR BRPI0617699-2A patent/BRPI0617699A2/en not_active Application Discontinuation
- 2006-10-24 CA CA2627070A patent/CA2627070C/en active Active
- 2006-10-24 WO PCT/EP2006/010216 patent/WO2007048565A1/en not_active Ceased
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU1463798A1 (en) * | 1987-04-06 | 1989-03-07 | Физико-технический институт АН БССР | Method of thermal treatment of aluminium alloys of aluminium-copper-magnesium-manganese system |
| WO2004018722A1 (en) * | 2002-08-20 | 2004-03-04 | Corus Aluminium Walzprodukte Gmbh | Al-Cu-Mg-Si ALLOY AND METHOD FOR PRODUCING THE SAME |
| WO2004111282A1 (en) * | 2003-06-06 | 2004-12-23 | Corus Aluminium Walzprodukte Gmbh | High-damage tolerant aluminium alloy product in particular for aerospace applications |
| RU2237098C1 (en) * | 2003-07-24 | 2004-09-27 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Всероссийский научно-исследовательский институт авиационных материалов" | Aluminium-based alloy and product made from the same |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2573164C1 (en) * | 2014-10-02 | 2016-01-20 | Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Белгородский государственный национальный исследовательский университет" (НИУ "БелГУ") | High-strength wrought aluminium-based alloy |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| RU2008115928A (en) | 2009-10-27 |
| BRPI0617699A2 (en) | 2011-08-02 |
| CN101297054A (en) | 2008-10-29 |
| EP1945825A1 (en) | 2008-07-23 |
| CA2627070C (en) | 2014-07-29 |
| CA2627070A1 (en) | 2007-05-03 |
| EP1945825B1 (en) | 2014-06-25 |
| WO2007048565A1 (en) | 2007-05-03 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| RU2418876C2 (en) | ALLOY Al-Cu-Mg APPLICABLE FOR AEROSPACE ENGINEERING | |
| RU2477331C2 (en) | Product from aluminium alloy with high resistance to damages, namely to be used in aviation and space industry | |
| RU2353693C2 (en) | ALLOY Al-Zn-Mg-Cu | |
| RU2639177C2 (en) | Improved aluminium-copper-lithium alloys | |
| RU2353699C2 (en) | PRODUCT MADE OF DEFORM HIGH-STRENGTH ALLOY Al-Zn AND MANUFACTURING METHOD OF SUCH PRODUCT | |
| RU2404276C2 (en) | PRODUCT FROM HIGH-STRENGTH, HIGH-VISCOSITY Al-Zn ALLOY AND MANUFACTURING METHOD OF SUCH PRODUCT | |
| EP2121997B2 (en) | Ai-cu alloy product suitable for aerospace application | |
| RU2716722C2 (en) | Aluminum-lithium alloys with high strength, high deformability and low cost | |
| RU2283889C1 (en) | Titanium base alloy | |
| DE202006020514U1 (en) | 2000 series alloys with damage tolerance performance for aerospace applications | |
| EP3649268A1 (en) | Al- zn-cu-mg alloys and their manufacturing process | |
| RU2413025C2 (en) | Product out of deformed aluminium alloy of aa7000 series and procedure for production of said product | |
| US20210207254A1 (en) | Al-Cu-Li-Mg-Mn-Zn ALLOY WROUGHT PRODUCT | |
| RU2745433C1 (en) | Improved dense forged alloys based on 7xxx aluminum and methods for their production | |
| EP4001446A1 (en) | High strength and high fracture toughness 7xxx aerospace alloy products | |
| TWI434939B (en) | Aluminium alloy and process of preparation thereof | |
| US20240175114A1 (en) | Methods of producing 2xxx aluminum alloys | |
| US20070151637A1 (en) | Al-Cu-Mg ALLOY SUITABLE FOR AEROSPACE APPLICATION | |
| US20190368009A1 (en) | High Strength, Better Fatigue Crack Deviation Performance, and High Anisotropic Ductility 7xxx Aluminum Alloy Products and Methods of Making Such Products | |
| KR20250010016A (en) | New 7XXX Aluminum Alloy Products |